Instrument zur Messung der Lichtintensität für automatische 3D-Lichtintensitätsverteilungskurvenprüfung

Abstract:

Die Lichtstärke ist der grundlegendste photometrische Parameter von Beleuchtungsprodukten, und die Instrument zur Messung der Lichtintensität ist ein unverzichtbares Prüfgerät zur Bewertung der Lichtverteilungsleistung von Leuchten, für die Produktentwicklung und -forschung sowie für die Exportzertifizierung. Herkömmliche photometrische Prüfgeräte weisen üblicherweise Einschränkungen wie unvollständige Messwinkel, begrenzte Anpassungsfähigkeit an verschiedene Leuchtentypen und feste Messabstände auf. Dieser Artikel befasst sich mit der LISUN LSG-6000 LM-79 Als Forschungsobjekt dient ein vertikales Goniophotometersystem. Dieses Instrument zur Messung der Lichtintensität erfasst automatisch dreidimensionale Lichtintensitätsverteilungskurven. Der Messabstand ist kundenspezifisch anpassbar und erfüllt die Testanforderungen für verschiedene Lichtquellen wie LED-, Pflanzen- und HID-Lampen sowie Innen- und Außenbeleuchtung, Straßen- und Flutlichtstrahler. Dieser Artikel erläutert Funktionsprinzip, Hardwarearchitektur und technische Kennzahlen des Instruments, vergleicht die Anpassungsfähigkeit verschiedener Submodelle, listet die kompatiblen nationalen und internationalen Normen auf und analysiert dessen Anwendung in realen Testszenarien. Abschließend liefert er technische Anhaltspunkte für die Geräteauswahl in Lichtverteilungslaboren von Beleuchtungsunternehmen und unabhängigen Prüfinstituten.

Einführung:

Mit der rasanten Weiterentwicklung der Festkörperbeleuchtungstechnologie wurden LEDs, Pflanzenlampen, Hochleistungsfluter und Straßenbeleuchtungsprodukte in großem Umfang auf dem Markt eingeführt. Leuchten konzentrieren sich nicht mehr nur auf Lichtstrom und Leistung. Die dreidimensionale räumliche Lichtintensitätsverteilung bestimmt direkt die Form des Lichtflecks, die Ausleuchtungsreichweite, die Blendwirkung und die Gleichmäßigkeit der Beleuchtungsstärke. Sie bildet die Grundlage für die optische Lichtplanung, die technische Simulation sowie die nationale und internationale Zertifizierung. Normen wie beispielsweise … LM-79-19, LM-79-24, EN13032-1 und CIE121 verlangt eindeutig, dass Festkörperbeleuchtungsprodukte vollständige Lichtintensitätsverteilungsmessdaten über den gesamten Raum benötigen, um Lichtverteilungsdateien im IES- und LDT-Format zu generieren, die in Lichtsimulationssoftware wie Dialux für technische Simulationsberechnungen importiert werden können.

Es gibt viele Arten von Instrumenten zur Messung der Lichtintensität. Herkömmliche Einpunkt-Photometer können die Lichtintensität nur in einer Richtung messen und erfassen keine vollständige dreidimensionale Lichtverteilung. Traditionelle Goniophotometer mit Lampenrotation drehen die zu prüfende Leuchte zusammen mit dem Mechanismus. Bei der Rotation von leistungsstarken und schweren Leuchten treten Temperaturdrift und Lageabweichungen auf, die zu Messfehlern führen. Durch die Verwendung der C-Typ-Klasse-4-Goniophotometerarchitektur mit „stationärer Leuchte und rotierender Sonde“ … LISUN LSG-6000 LM-79 Das vertikale Goniophotometersystem behebt die oben genannten Probleme und ermöglicht die automatische Erfassung von 3D-Lichtintensitätsverteilungskurven. Der Messabstand kann an die Dunkelkammerbedingungen und Normen des Kunden angepasst werden. Das System eignet sich für die Prüfung verschiedenster Lichtquellen und wird weltweit in Lichtprüflaboratorien eingesetzt.

1. Funktionsprinzip und Hardwaremerkmale des Instruments zur Messung der Lichtintensität — LSG-6000 System

Das LSG-6000 Das vertikale Goniophotometer mit rotierender Sonde ist ein raumfüllendes Instrument zur Messung der Lichtintensität. Sein Funktionsprinzip ist wie folgt: Die zu messende Leuchte bleibt während des Betriebs absolut stationär; die Nahfeldsonde und der Spiegel rotieren kreisförmig um die Leuchte, während sich die Fernfeldsonde und der Spiegel synchron bewegen. Die Sonde erfasst kontinuierlich die Lichtintensitätssignale der Lichtquelle in jedem Raumwinkel. Das System sammelt photometrische Daten an allen Winkelpunkten, um eine dreidimensionale Lichtintensitätsdatenbank zu erstellen, gibt automatisch 3D-Lichtintensitätsverteilungskurven aus und berechnet gleichzeitig alle relevanten photometrischen Parameter, darunter den regionalen Lichtstrom, die Lichtausbeute, die Blendungsklasse (UGR), die Isobeleuchtungsstärkekurven und den effektiven Abstrahlwinkel.

Wichtigste Hardwarekonfigurationen dieses Instruments zur Messung der Lichtintensität:

1. Antriebssystem: Es verwendet Mitsubishi-Servomotoren mit deutschen Decodern für einen sanften mechanischen Start und Stopp ohne Ruckler und gewährleistet so eine hohe Winkelpositioniergenauigkeit; die Winkelgenauigkeit beträgt 0.05° und die Winkelauflösung erreicht 0.001°, der γ-Scanwinkelbereich beträgt ±180° (0-360°), wodurch ein Scannen ohne toten Winkel im gesamten Raum ermöglicht wird.
2. Photometrische Sonde: Standardmäßig ausgestattet mit einer photometrischen Sonde der Klasse L mit konstanter Temperatur, die DIN 5032-6 / CIE Pub. Nr. 69 mit f1′ < 1.5 % entspricht; optional sind spezielle UVA-, UVB- und UVC-Sonden erhältlich, um die Lichtverteilungsprüfung von ultravioletten Lichtquellen zu vervollständigen.
3. Positionierungskalibrierung: Kreuzlaser-Kalibriervorrichtung zur schnellen Durchführung der optischen Zentrumspositionierung der getesteten Lichtquelle und zur Reduzierung systematischer Fehler, die durch manuelles Einspannen verursacht werden.
4. Erweiterungsmodul LSG-6000CCD: Abgestimmt mit LPCE-2 Das hochpräzise CCD-Spektroradiometer kann zu einem Goniophotometer zur räumlichen spektralen Strahlungsverteilung aufgerüstet werden. Neben der Lichtintensität kann es auch die räumliche korrelierte Farbtemperaturverteilung, PAR, PPF und die räumlichen Verteilungsparameter der PPFD für die Pflanzenbeleuchtung messen.
5. Software & Schnittstelle: RS-485/USB-Kommunikation, zweisprachige Software, kompatibel mit den Betriebssystemen Win7-Win11; Testergebnisse können in den Standardformaten CIE, IES und LDT exportiert werden, um eine direkte Verbindung mit Lichtsimulationssoftware zu ermöglichen.

LM-79 Goniophotometer mit beweglichem Detektor (Spiegeltyp C) AL

2 LSG-6000 Spezifikationsparameter für Serienmodelle

Für Leuchten unterschiedlicher Größe und unterschiedlichen Gewichts ist dieses Lichtintensitätsmessgerät in vier Spezifikationsversionen unterteilt, um den jeweiligen Bedingungen in Dunkelkammern gerecht zu werden. Die wichtigsten Parameter der einzelnen Modelle sind in Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 1 Parameter von LSG-6000 Vertikales Goniophotometer der Serie

Das Gerät verfügt über keine feste Testentfernung. Es kann individuell an die Gegebenheiten der Dunkelkammer und die Anforderungen des Kunden angepasst werden. LM-79 und CIE-Normen für die Prüfdistanz, um den Anforderungen verschiedener Zertifizierungsstandards gerecht zu werden.

3 Konforme nationale und internationale Standardsysteme

Dieses Instrument zur Messung der Lichtintensität erfüllt vollständig zahlreiche internationale und nationale photometrische Prüfnormen und dient als wichtige Hardwaregrundlage für die Exportzertifizierung von Produkten:

1. Nordamerikanische Standards: LM-79-19, LM-79-24 *Verfahren zur Messung photometrischer und elektrischer Größen von Festkörperbeleuchtungsprodukten*, die Kernprüfbedingungen für die ENERGY STAR-Zertifizierung von LED-Beleuchtungsprodukten;
2. Europäische Normen: EN13032-1 Klausel 6.1.1.3 für die Anforderungen an Goniophotometer der Klasse 4, (EU) 2019/2015;
3. Internationale CIE-Spezifikationen: CIE S025, CIE-121 *Photometrie von Leuchten und Goniophotometrie*;
4. Andere internationale Standards: SASO2902 Saudi-Standard IS16106 Indischer Standard;
5. Inländische Normen: GB/T24824, GB/T9468, GB/T22907 und andere nationale Normen im Zusammenhang mit der photometrischen Messung von Leuchten.

Die geprüften 3D-Lichtintensitätsverteilungsdaten und Lichtverteilungsdateien können für Berichte von inländischen unabhängigen Prüfinstitutionen sowie für Produktkonformitätsprüfungen für Märkte im Nahen Osten, Europa, Amerika und Südostasien verwendet werden.

4. Test von Lichtquellen unterschiedlicher Art: Anwendung des Instruments zur Messung der Lichtintensität LSG-6000

4.1 Prüfung von LED-Lichtquellen und Innenbeleuchtungsleuchten

LED-Einbauleuchten, Flächenleuchten, Strahler und andere Innenleuchten benötigen Parameter wie Lichtintensitätsverteilung, Blendungswert (UGR), nach oben/unten gerichteten Lichtstrom und effektiven Abstrahlwinkel. Dieses Messgerät erfasst durch automatisches Scannen vollständige 3D-Lichtintensitätsverteilungskurven. Anhand der Lichtintensitätsdaten lassen sich Isobeleuchtungsstärkediagramme und Leuchtdichtegrenzkurven berechnen, um zu beurteilen, ob die Blendung von Innenleuchten die Grenzwerte überschreitet. Dies unterstützt die Entwicklungsabteilung bei der Optimierung der optischen Struktur von Reflektoren und Linsen. Die exportierten LDT- und IES-Dateien können in die Dialux-Software importiert werden, um die Innenraumbeleuchtung für Büros und Klassenzimmer zu simulieren.

4.2 Lichttest für Pflanzenwachstum

Die Pflanzenbeleuchtung unterliegt strengen Anforderungen an die photosynthetisch aktive Strahlung (PAR), den PPF-Wert und die räumliche Verteilung der PPFD. LSG-6000CCD Ein mit einem CCD-Spektralmodul ausgestattetes Instrument zur Messung der Lichtintensität kann nicht nur die dreidimensionale Verteilung der sichtbaren Lichtintensität erfassen, sondern auch die räumliche Verteilung photosynthetischer Parameter direkt messen und Standarddateien zur Lichtverteilung für die Lichtsimulation in Gewächshäusern und Pflanzenfabriken exportieren. Es behebt damit den Nachteil herkömmlicher Photometer, die lediglich den Gesamt-PPF messen, aber keine räumliche Verteilung bestimmen können.

4.3 HID-Lichtquellentest

Metallhalogenlampen, Natriumdampf-Hochdrucklampen und andere HID-Lichtquellen zeichnen sich durch hohe Leistung und starke Wärmeentwicklung aus. Bei der Prüfung mit diesem Gerät bleibt die Lichtquelle stationär, sodass die thermische Lage der Leuchte nicht durch mechanische Rotation beeinträchtigt wird. Dadurch werden thermische Offset-Fehler, die bei herkömmlichen Drehtischgeräten durch Rotation entstehen, vermieden und die flächendeckende Lichtintensitätsverteilung von Hochleistungs-Gasentladungslampen präzise erfasst. Dies erfüllt die Prüfanforderungen für herkömmliche Industrie- und Bergbaubeleuchtung.

4.4 Prüfung von Straßenlaternen, Flutlichtern und anderer Außenbeleuchtung

Straßenlaternen und quadratische Flutlichtstrahler weisen einen breiten Abstrahlwinkelbereich auf. Um das maximal zulässige Höhen-Abstands-Verhältnis und die Gleichmäßigkeit der Straßenbeleuchtung zu berechnen, sind vollständige 3D-Lichtintensitätsdaten erforderlich. Die extragroße Ausführung LSG-6000L bietet Platz für große, leistungsstarke Straßen- und Flutlichtstrahler. Der Messabstand ist kundenspezifisch anpassbar, die Lichtintensität im gesamten Raum kann erfasst und Lichtverteilungsdateien für die Simulation von Straßenbeleuchtungsprojekten exportiert werden. Gleichzeitig werden die Anforderungen des Messverfahrens LB/T001 für integrierte LED-Straßenleuchten erfüllt.

5. Testparameter-Ausgabe und Datenwert

Als professionelles Instrument zur Messung der Lichtintensität, LSG-6000 kann auf Basis der Rohdaten der 3D-Lichtintensitätsverteilung einen vollständigen Satz photometrischer Parameter berechnen und ausgeben: Lichtstärke, Lichtintensitätsverteilung, regionaler Lichtstrom, Lichtausbeute, Leuchtdichteverteilung (optional), Nutzungsfaktor, Leuchtdichtegrenzkurve, UGR-Blendungsbewertung, maximal zulässiges Höhen-Abstands-Verhältnis, Isobeleuchtungsdiagramm, nach oben und unten gerichteter Lichtstrom, Isobeleuchtungskurve, Isocandela-Kurve, effektiver Abstrahlwinkel, EEI usw.

Die Rohdaten der Lichtintensität bilden die Grundlage aller abgeleiteten Parameter. Die 3D-Lichtintensitätsverteilungskurve veranschaulicht die Lichtstärke in alle Richtungen der Leuchte. Entwicklungsmitarbeiter können so schnell Fehler im optischen Design lokalisieren. Standardisierte Dateiformate ermöglichen die Datenverknüpfung zwischen Testdaten und Lichtplanungssoftware und bilden so eine geschlossene Kette von „Produkttest – optische Simulation – technische Anwendung“.

6 Fazit

Das Instrument zur Messung der Lichtintensität ist eine wichtige Ausrüstung für die Qualitätskontrolle von Beleuchtungsprodukten, die optische Forschung und Entwicklung sowie die nationale und internationale Zertifizierung. LISUN LSG-6000 LM-79 Das vertikale Goniophotometer-System nutzt eine C-förmige Sondenrotationsarchitektur. Die zu prüfende Leuchte bleibt stationär, um durch Rotation verursachte Temperatur- und Lagefehler zu eliminieren. Es führt automatisch Messungen von 3D-Lichtintensitätsverteilungskurven mit kundenspezifisch anpassbaren Messabständen durch. Das System deckt verschiedene Leuchtentypen ab, darunter LED-Lichtquellen, Pflanzenlampen, HID-Lichtquellen, Innen- und Außenbeleuchtung, Straßenleuchten und Flutlichter. Es zeichnet sich durch hohe Mehrwinkelgenauigkeit aus und unterstützt UV-Tests sowie die räumliche Spektrumserweiterung. LM-79, CIE, EN, GB und andere nationale und internationale Normensysteme.

LSG-6000 Das Gerät ist in verschiedenen Ausführungen (S, Standard, B und L) erhältlich, um sich an unterschiedliche Leuchtengrößen, -gewichte und Dunkelkammerbedingungen anzupassen. Es eignet sich sowohl für unabhängige Prüflaboratorien als auch für die Qualitätsprüfung in der Forschung und Entwicklung von Beleuchtungsunternehmen. Angesichts der stetig steigenden Anforderungen an die räumliche Lichtverteilung von Beleuchtungsprodukten wird das Instrument, das die Lichtintensität mit automatischer 3D-Lichtintensitätsverteilungserfassung und anpassbarem Messabstand misst, in Beleuchtungslaboratorien zum Standard werden. Weiterführende Forschung zur Messwiederholbarkeit und Unsicherheitsanalyse des Geräts unter verschiedenen Umgebungsbedingungen kann den Testprozess optimieren und die Zuverlässigkeit der Lichtverteilungsmessdaten verbessern.